DE10149089A1

DE10149089A1 - Anordnung aus einem Motor und wenigstens einem Funktionsteil, vorzugsweise einem Lüfterrad

Info

Publication number: DE10149089A1
Application number: DE10149089A
Authority: DE
Inventors: Dieter Hadeler; Ernst Clussen; Gerd Wegner; Markus Schrader
Original assignee: FHP Motors GmbH; Punker GmbH
Current assignee: FHP Motors GmbH; Punker GmbH
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2003-04-17

Abstract

Bei einer Anordnung aus einem Motor und wenigstens einem auf der Abtriebswelle des Motors befestigten Funktionsteil, vorzugsweise einem Lüfterrad, ist vorgesehen, daß auf der Abtriebswelle wenigstens ein Adapterelement drehfest angeordnet ist, mit dem das Funktionsteil formschlüssig verbunden ist. DOLLAR A Bei dieser Anordnung ist der Montageaufwand wesentlich verringert und es sind bessere Toleranzen für die Befestigung des Funktionsteils auf der Motorwelle erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Motor und wenigstens einem auf der Abtriebswelle des Motors befestigten Funktionsteil, vorzugsweise einem Lüfterrad.
Lüfterräder dienen dem Be- und Entlüften von Innenbereichen in Gebäuden, Fahrzeugen und anderen technischen Einrichtungen. Sie fungieren in ihren Baueinheiten häufig als einen eigenen Abtrieb aufweisende Nebenaggregate.
Als Antrieb für Lüfterräder werden üblicherweise elektrische Kleinmotoren verwendet, welche die Lüfterräder über ihre Abtriebswellen direkt, d. h. ohne Übersetzung und ohne zusätzliche Kupplungselemente, antreiben.
Um ein Lüfterrad drehfest auf der Abtriebswelle eines Motors zu befestigen, ist es bekannt, daß die Abtriebswelle eine bereichsweise Abflachung eines Umfangabschnittes aufweist, und daß das Lüfterrad eine die Wandung seiner Nabe radial durchlaufende Gewindebohrung aufweist. In diese ist eine Madenschraube oder ein Gewindestift eingedreht. Wird die Madenschraube zwischen dem Innengewinde ihrer Gewindebohrung und der Abflachung der Abtriebswelle verspannt, ist eine drehfeste Verbindung zwischen Lüfterrad und Abtriebswelle hergestellt, die bei Bedarf ebenso wieder gelöst werden kann.
Um eine derartige Befestigung des Lüfterrades auf der Motorwelle hinreichend steif auszubilden, ist es erforderlich, das Lüfterrad mit einem die Motorwelle auf einer möglichst großen Länge umfassenden Nabenbereich auszubilden, was hinsichtlich des oft nur begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraumes nur bedingt ausführbar ist. Dem wird dadurch abgeholfen, daß die Toleranzmaße der Außen- und Innendurchmesser zwischen Nabe und Motorwelle möglichst klein gehalten werden, was jedoch höhere Fertigungskosten nach sich zieht. Weiterhin stellen die an oft recht unzugänglichen Positionen angeordneten Madenschrauben oder Gewindestifte einen erhöhten Montageaufwand, insbesondere beim Auswechseln eines Lüfterrades dar.
Bei der bekannten Anordnung aus einem Motor und einem Funktionsteil, insbesondere einem Lüfterrad, können die vorgegebenen Toleranzen oftmals nicht eingehalten werden. Insbesondere ergeben sich Lageabweichungen bei der Befestigung des Funktionsteils auf der Welle.
Statt eines Lüfterrades können auf der Motorabtriebswelle auch andere Funktionsteile, beispielsweise Zahnräder, Pumpenteile oder Scheiben zur Aufnahme von Riemen, angeordnet sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, bei welcher der Montageaufwand wesentlich verringert ist, und bei der bessere Toleranzen für die Befestigung des Funktionsteils auf der Motorwelle erreicht sind.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Auf der Abtriebswelle ist wenigstens ein Adapterelement drehfest angeordnet, mit dem das Funktionsteil formschlüssig verbunden ist.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird für die Verbindung des Funktionsteils, vorzugsweise des Lüfterrades, mit der Abtriebswelle somit keine Madenschraube mehr eingesetzt. Die damit verbundenen Nachteile einer komplizierten Befestigung und des Nichteinhaltens der vorgegebenen Toleranzen entfallen vorteilhaft. Vielmehr wird zur Befestigung des Funktionsteils auf der Motorabtriebswelle das erfindungsgemäß vorgesehene Adapterelement eingesetzt. Dieses wird dazu mit der Abtriebswelle drehfest verbunden, so daß das Funktionsteil nicht an der Abtriebswelle zu befestigen ist, sondern an dem Adapterelement befestigt werden kann.
Diese Befestigung des Funktionsteils an dem Adapterelement erfolgt nicht kraftschlüssig mit einer oder mehreren Madenschrauben, sondern formschlüssig. Eine formschlüssige Verbindung ist auf einfache Weise und vorzugsweise ohne den Einsatz von Werkzeug herstellbar.
Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich somit durch eine einfach herstellbare Verbindung zwischen Motorabtriebswelle und beispielsweise Lüfterrad aus, die hohen Toleranzanforderungen genügt.
Es ist vorgesehen, daß das Adapterelement eine Nabe aufweist, mit der es auf die Abtriebswelle aufgepreßt ist. Die Preßpassung hat den Vorteil, daß ein Verschieben und ein Verdrehen des Adapterelementes auf der Abtriebswelle ausgeschlossen ist. Zudem ist diese Passung einfach und auch in großer Stückzahl reproduzierbar herstellbar.
Das Adapterelement weist eine etwa rotationssymmetrische Gestalt auf, deren Rotationsmittelpunkt direkt auf der Rotationsachse der Abtriebswelle liegt. Die rotationssymmetrische Gestalt garantiert einen unwuchtfreien Rundlauf des Adapterelementes auf der Abtriebswelle des Motors und damit die Einhaltung der erforderlichen Toleranzen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen das Adapterelement und das Funktionsteil miteinander korrespondierende Formschlußelemente zum Herstellen der Formschlußverbindung zwischen Lüfterrad und Adapterelement auf. Die miteinander korrespondierenden Formschlußelemente sind mit Vorteil derart ausgebildet, daß die Formschlußverbindung wieder lösbar ist.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung sind die Formschlußelemente derart zueinander ausgerichtet, daß die Formschlußverbindung mit einer relativen Verdrehbewegung des Funktionsteils zum Adapterelement hergestellt ist. Denkbar ist hierbei beispielsweise die konstruktive Ausgestaltung der Formschlußelemente nach Art eines Bajonettverschlusses. Mit einem Bajonettverschluß sind das Adapterelement und das Funktionsteil auf einfache Weise durch ein relatives Verdrehen zueinander in eine Verbindung miteinander bringbar. Werkzeug zum Herstellen dieser Verbindung wird vorteilhaft nicht benötigt.
Ist der Bajonettverschluß wieder lösbar ausgebildet, so kann ein mit der Abtriebswelle verbundenes Funktionsteil ohne Werkzeug auch wieder von der Welle abgenommen werden. Dadurch ist vorteilhaft ermöglicht, daß voneinander verschiedene Funktionsteile bzw. gleiche Funktionsteile mit voneinander verschiedenen Dimensionierungen auf ein und derselben Abtriebswelle angeordnet werden können, ohne Werkzeug zu benötigen.
Weiterhin ist es möglich, den Formschlußelementen Rast- oder Sicherungselemente zum Sichern der Formschlußverbindung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen zuzuordnen.
Das Funktionsteil weist vornehmlich wenigstens ein Felgenblech mit einem koaxial angeordneten Durchbruch auf, an dessen Peripherie die Formschlußelemente des Funktionsteils gleichmäßig verteilt sind. Die gleichmäßige Verteilung gewährleistet ebenfalls einen unwuchtsfreien Rundlauf des Funktionsteils und gleichzeitig eine optimale Verteilung der Antriebskräfte vom Adapterelement auf das Funktionsteil bzw. das Felgenblech des Funktionsteils.
Das Adapterelement weist einen scheibenartig erweiterten Radkranz auf, an dessen Umfang analog zu der Anordnung der Formschlußelemente des Funktionsteils die Formschlußelemente des Adapterelementes gleichfalls gleichmäßig verteilt sind. Mit der Anordnung an einem scheibenartig erweiterten Radkranz ist gewährleistet, daß die Formschlußelemente des Adapterelementes in möglichst großem Abstand zueinander und zur Rotationsachse der Abtriebswelle angeordnet sind. Je größer dieser Abstand ist, desto geringer sind die von den Formschlußelementen aufzunehmenden Störkräfte, die beispielsweise aus Unwuchten oder äußerer Stoßeinwirkung resultieren.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Adapterelement wenigstens drei Formschlußelemente auf, die jeweils wenigstens einem Formschlußelement, des Funktionsteils zuordbar sind. Auf diese Weise ist die Formschlußverbindung von drei in gegenseitigem Eingriff stehenden Formschlußelementen gebildet, was den Vorteil hat, daß eine Fläche aufgespannt ist, mit der ein kippfreier Sitz des Funktionsteils auf dem Adapterelement möglich ist. Weiterhin ist durch die Anzahl von drei Formschlußverbindungen im Gegensatz zu beispielsweise vier Formschlußverbindungen eine statische Überbestimmtheit vermieden, die zu Spannungen in dem Funktionsteil bzw. in dem Felgenblech des Funktionsteils und in dem Adapterelement führen kann. Bei insbesondere größeren Funktionsteilen, wie Lüfterrädern, kann es jedoch von Vorteil sein, auch mehr als drei Formschlußverbindungen vorzusehen, die dann günstigerweise ebenfalls eine gleichmäßige Verteilung um die Rotationsachse der Abtriebswelle aufweisen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Formschlußelemente des Adapterelementes klauenartig ausgebildet und die Formschlußelemente des Funktionsteils taschenartig ausgebildet, wobei die Weite der Taschen etwa gleich der Breite jeder zugeordneten Klaue ist. Die Klauen des Adapterelementes sind dabei nach Art einer Nut- und Federverbindung in die Taschen des Funktionsteils geschoben, womit die Formschlußverbindung hergestellt ist. Die Taschen können beispielsweise aus dem Felgenblech des Funktionsteils mittels Stanz- und Biegetechniken herausgeformt sein. Weiterhin ist es denkbar, das Adapterelement als Spritzgußteil herzustellen, wobei die Klauen mittels spanender Bearbeitung am Umfang des scheibenartig erweiterten Radkranzes heraus gearbeitet sind. Eine Vielzahl von anders ausgeformten Formschlußelementen aus verschiedenen Werkstoffen ist denkbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erste perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung im Teilschnitt; und
Fig. 2 eine zweite perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung mit Darstellung eines Materialausbruches an einem Lüfterrad.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung im Teilschnitt, bestehend aus einem Elektromotor 1 und einem auf der Abtriebswelle 2 des Motors 1 befestigten Lüfterrad 3 als Funktionsteil.
Auf der Abtriebswelle 2 ist ein Adapterelement 4 drehfest angeordnet, mit dem das Lüfterrad 3 formschlüssig verbunden ist. Das Adapterelement 4 weist eine etwa rotationssymmetrische Gestalt auf, wobei der seine Rotationsachse umschließende Bereich als Nabe 5 ausgebildet ist, mit der das Adapterelement 4 auf die Abtriebswelle 2 aufgepreßt ist.
Das Adapterelement 4 und das Lüfterrad 3 weisen miteinander korrespondierende Formschlußelemente 6, 6', 7 zum formschlüssigen Verbinden des Lüfterrades 3 mit dem Adapterelement 4 auf. Die Formschlußelemente 6, 7 sind derart zueinander ausgerichtet, daß die Formschlußverbindung mit einer relativen Verdrehbewegung des Lüfterrades 3 zum Adapterelement 4 wieder lösbar ist.
Das Lüfterrad 3 weist ein Felgenblech 8 mit einem koaxial angeordneten Durchbruch 9 auf, an dessen Peripherie drei Formschlußelemente 7 gleichmäßig verteilt sind.
Das Adapterelement 4 weist einen scheibenartig erweiterten Radkranz 10 auf, an dessen Umfang sechs Formschlußelemente 6, 6' gleichmäßig verteilt sind, wobei in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich die Formschlußelemente 6 mit den Formschlußelementen 7 des Lüfterrades 3 in Anlage stehen.
Die Formschlußelemente 7 des Lüfterrades 3 sind jeweils als Tasche ausgebildet, in welche die als Klaue ausgebildeten Formschlußelemente 6 während einer relativen Verdrehbewegung des Lüfterrades 3 zum Adapterelement 4 eingeschoben wurden.
Fig. 2 zeigt eine zweite perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung mit Darstellung eines Materialausbruches 11 am Lüfterrad 3. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Claims

1. Anordnung aus einem Motor und wenigstens einem auf der Abtriebswelle des Motors befestigten Funktionsteil, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Abtriebswelle (2) wenigstens ein Adapterelement (4) drehfest angeordnet ist, mit dem das Funktionsteil formschlüssig verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (4) eine Nabe aufweist, mit der es auf die Abtriebswelle (2) aufgepreßt ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (4) eine etwa rotationssymmetrische Gestalt aufweist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (4) und das Funktionsteil miteinander korrespondierende Formschlußelemente (6, 6', 7) zum Herstellen der Formschlußverbindung zwischen Funktionsteil und Adapterelement (4) aufweisen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander korrespondierenden Formschlußelemente (6 bzw. 6', 7) derart ausgebildet sind, daß die Formschlußverbindung wieder lösbar ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußelemente (6, 6', 7) derart zueinander ausgerichtet sind, daß mit einer relativen Verdrehbewegung des Funktionsteil zum Adapterelement (4) die Formschlußverbindung hergestellt ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (3) wenigstens ein Felgenblech (8) mit einem koaxial angeordneten Durchbruch (9) aufweist, an dessen Peripherie die Formschlußelemente (7) des Funktionsteils gleichmäßig verteilt sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (4) einen scheibenartig erweiterten Radkranz (10) aufweist, an dessen Umfang die Formschlußelemente (6, 6') des Adapterelementes (4) gleichmäßig verteilt sind.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterelement (4) wenigstens drei Formschlußelemente (6 bzw. 6') aufweist, die jeweils wenigstens einem Formschlußelement (7) des Funktionsteils zuordbar sind.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußelemente (6, 6') des Adapterelementes (4) klauenartig ausgebildet sind und die Formschlußelemente (7) des Funktionsteils taschenartig ausgebildet sind, wobei die Weite der Taschen etwa gleich der Breite jeder zugeordneten Klaue ist,

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionsteil ein Lüfterrad (3) ist.